1819 г. британецът Денис Джонсън патентова в Лондон велосипеда. Още на 6 април 1818 г. немският професор барон Карл Драйс фон Зауерброн демонстрира праобраза на изобретения от него велосипед. Той обаче не си дава сметка за стойността на своето изобретение и не го патентова. Затова година по-късно британецът Денис Джонсън свободно патентова велосипеда в Лондон.
Сведения за велосипеди до 1817 г. са съмнителни и в повечето случаи недостоверни. Едва през 19 в. техниката се развива до степен да направи възможно появяването на първите праобрази на велосипеда, които се наричат дрезини. Такова е и изобретението на барон Карл Драйс.
Първите прототипи приличат много на днешните велосипеди - имат кормило, но са с дървена рама и без педали. Велосипедът е вторият технически продукт за бита, пуснат в серийно производство, след шевната машина. За първи път се появява през 1817 г. в Манхайм и през 1818 г. в Париж. „Колоездачът” сяда на дървената рамка и след това тика колелото с помощта на краката си, като го насочва с помощта на кормилото.
След плътните гуми (1869) се появяват и пневматичните (1888). После двете колела стават с еднакъв диаметър. Въведени са колелата със спици. В 1880 г. швейцарският инженер Ханс Ренолд произвежда втулково-ролковата велосипедна верига в онзи й вид, който се използва и до днес. Първият български велосипед, наречен „паяк”, е направен през 1880 г. от Гено Стоянов - Арабаджията, майстор-каруцар от Нова Загора.
Пощенските служби на много страни използват велосипеди от края на 19 в. Полицаите в много страни използват велосипеди за патрулиране из улици и паркове, особено в селските райони.
Велосипедите се използват и във военното дело. По време на война са използвани за предаване на важни съобщения или за разузнаване. По-късно ги използват при своите операции парашутисти, екипирани със сгъваеми велосипеди.
Първите гонки се организират почти веднага след изобретяване на велосипеда. През 90-те надбягванията стават много популярни и се провеждат в продължение на дни. Най-популярният и най-стар международен пробег е 1200-километровият „Париж-Брест-Париж”, проведен за първи път през 1891 г. Най-престижното велосипедно състезание е „Тур дьо Франс”, което се провежда от 1903 г.